磁彈型索力傳感器磁熱力多場耦合分析研究.pdf

1、鋼纜索作為大跨度橋梁結(jié)構(gòu)最主要的受力及傳力部件之一，它的索力狀態(tài)直接影響橋梁的健康狀況。基于磁彈效應(yīng)的索力檢測是一種新型的索力測量方法，與傳統(tǒng)的檢測方法相比，磁彈法具有精度高、響應(yīng)快、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。目前，雖然已有基于磁彈效應(yīng)的索力傳感器應(yīng)用于實(shí)際的橋梁索力檢測，但是這種索力傳感器的研制和索力測量是基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，缺乏理論上對影響鋼纜索索力測量的磁化特性、應(yīng)力變化和溫度變化的系統(tǒng)分析。
　　本文首先以鋼纜索磁化過程

2、中能量守恒為理論基礎(chǔ)，以影響索力測量的磁場特性、應(yīng)力和溫度等主要因素作為課題研究的切入點(diǎn)，采用先分析磁-熱模型，再分析力-磁模型的間接耦合的方法建立了磁彈型索力傳感器的多場耦合理論模型。由于該理論模型是一個(gè)高次、多變量的非線性數(shù)學(xué)方程，因此文中采用計(jì)算機(jī)逐次迭代的方法對模型進(jìn)行數(shù)值求解。通過對數(shù)值結(jié)果的對比分析，系統(tǒng)地闡釋了勵(lì)磁特性、應(yīng)力和溫度變化對索力測量的影響機(jī)理，并依據(jù)模型計(jì)算結(jié)果給出了傳感器工作點(diǎn)、勵(lì)磁頻率、幅度的參考范圍。